Полный ядерно-энергетический цикл

21

Основные задачи проектирования и расчетного сопровождения ядерных реакторов

Выбор основных технических решений по ядерному реактору (т.е. то каким он должен быть) с учетом происходящих в нем физических явлений, если известны назначение реактора и основные технические требования

Задача решается путем проведения связанных между собой нейтронно-физического, теплофизического, термомеханического, прочностного, экономического и др. расчетов.

Нейтронно-физический расчет при заданных теплофизических параметрах является первой и определяющей составляющей полного расчета реактора

22

Особенности анализа безопасности АЭС

•Мультифизичность. Теплофизика + нейтронная физика + термомеханика + ВХР + работа оборудования и т.д.

•Многомасштабность. Времена от 10-5 до 106 с; объемы от 10-9 до 105 м3

•Широта сценариев и процессов: НУЭ-ННУЭ-ПА- ЗПА-ТА

23

Нейтронно-физический расчет

Поведение ядерного реактора в существенной степени определяется распределением нейтронов (поскольку их много будем называть полем нейтронов) в его объеме.

Функция распределения нейтронов в общем случае зависит от пространственных координат, энергии нейтронов и направления их полета. Кроме этого, нейтронное поле в среде может быть нестационарным, то есть изменяться со временем.

Одной из задач нейтронно-физического расчета является определение пространственного распределения нейтронов и функционалов, определяемых данным распределением.

24

Нейтронно-физический расчет

25

Оценка неопределенности при получении результата расчетов

26

3.Основные процессы взаимодействия нейтрона с

ядрами среды

Существует 2 основных типа взаимодействия нейтронов с ядрами среды:

1.Рассеяние - это те взаимодействия нейтрона с ядром, в результате которых происходит только перераспределение кинетической энергии и момента импульса между нейтроном и ядром.

2.Поглощение - включает в себя все взаимодействия нейтрона с ядром, в результате которых появляется новое ядро ​и новые частицы (включая нейтроны).

Далее под общей концепцией столкновения нейтрона с ядром будет пониматься рассеяние и поглощение нейтронов.

27

Представление ядра в виде потенциальной ямы

Потенциальная яма

Ядро

28

Потенциальное рассеяние

v

T

Энергия

Потенциальная яма

29

Механизм образования составного ядра

•Составное ядро в возбужденном состоянии (Eex = T + BE)

•Время жизни 10-17 секунд

30